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Barrières immatérielles de sécurité
Barrières immatérielles de sécurité
Les barrières immatérielles de sécurité offrent une protection contre les dommages corporels et matériels en créant une barrière de détection pour protéger les points d'accès et les périmètres des machines. Banner propose des barrières immatérielles de sécurité intuitives et simples à utiliser pour un large éventail d'applications de sécurité.
Les barrières immatérielles de sécurité de type 4 offrent une protection contre les dommages corporels et matériels en sécurisant les points dangereux, l'accès, les zones et les périmètres. Économiques, les barrières immatérielles de sécurité de type 2 offrent une solution de sécurité et de protection pour les applications présentant un risque plus faible, c.-à-d. des blessures légères en cas d'accident.
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Une barrière immatérielle de sécurité, ou rideau lumineux, est un dispositif de détection de présence qui protège les opérateurs contre les équipements dangereux. Au niveau le plus basique, il s'agit d'une barrière invisible composée de multiples faisceaux infrarouges émis par un dispositif (l’émetteur) vers un autre dispositif (le récepteur). Si les faisceaux infrarouges sont interrompus par une personne ou un objet, la machine s'arrête. Mais la protection des opérateurs va bien au-delà de l’interruption d’un faisceau lumineux invisible.
Les barrières immatérielles ont généralement deux fonctions principales de protection des machines : la protection de l'accès ou la protection du périmètre. Lorsqu'une barrière immatérielle est utilisée pour la protection de l’accès, elle protège des points d'accès spécifiques à une zone dangereuse. La dimension de la zone dangereuse varie en fonction de la zone à protéger et de l’élément déclencheur de la barrière immatérielle. La protection du périmètre consiste à installer des barrières immatérielles de grande taille autour d'une machine ou d'un autre équipement et à empêcher l'accès à la zone environnante. Cela occupe plus d'espace au sol, mais permet une plus grande flexibilité dans l'installation de l'équipement.
Les barrières immatérielles sont une méthode de protection privilégiée pour de nombreuses applications, telles que :
- La protection contre les pièces mobiles des machines
- La prévention des risques de pincement ou d'écrasement
- Le contrôle de l'accès du personnel aux zones d'accès restreint
- La gestion des articles sur les lignes d'emballage et de tri
- La prévention du démarrage des machines pendant la maintenance
Comme elles offrent une protection des machines sans contact, les barrières immatérielles ont généralement une durée de vie supérieure à celle des dispositifs mécaniques, tels que les interrupteurs de porte, qui peuvent s'user avec le temps en raison des verrouillages et déverrouillages répétés. De plus, elles requièrent moins d'espace au sol car il n'y a pas de porte physique nécessitant de l'espace pour s'ouvrir.
Les barrières immatérielles de type 2 et de type 4 sont les plus courantes et chaque type répond à des exigences de sécurité différentes. Les barrières immatérielles de sécurité de type 4 sont utilisées lorsque le risque de blessure est élevé, alors que les barrières immatérielles de type 2 sont conçues pour des applications à faible risque. Pour faire simple, les barrières immatérielles de type 2 protègent le personnel contre les blessures légères qui peuvent être soignées à l'aide d'un kit de premiers secours, tandis que les barrières immatérielles de type 4 protègent contre les blessures graves qui nécessiteraient d’être transporté à l'hôpital. Les barrières de type 2 offrent généralement une protection des mains et du corps et sont moins coûteuses que celles de type 4, qui arrêteront l'équipement lorsqu'un objet aussi petit qu'un doigt traverse deux faisceaux ou plus.
- La détection en mode barrière offre un gain de détection beaucoup plus élevé que n'importe quel autre mode de détection (énergie de détection).
- Grande portée de détection
- Conception robuste pour les environnements difficiles
- Détection de position précise
- Détection de petites pièces à l'aide d'opercules
- Insensible à la réflectivité de la surface (la couleur ou la finition de l'objet)
Lorsque l'on parle de différents niveaux de protection, tels que la protection de la main ou des doigts, il s'agit en réalité de la plus petite taille d'objet qu'une barrière immatérielle est capable de détecter avec précision, quelque soit sa position dans la zone de détection. C'est ce qu'on appelle la résolution. Cette dernière est mesurée depuis le bord extérieur d'un faisceau jusqu'à l'extrémité opposée d’un faisceau adjacent. Tout objet dont la taille est supérieure à la résolution ne pourra pas franchir la barrière immatérielle sans interrompre les faisceaux et provoquer un défaut.
Les barrières immatérielles de sécurité sont disponibles dans de nombreuses résolutions différentes. Les résolutions plus petites (de 14 à 40 millimètres) sont utilisées pour la protection des machines, où les barrières immatérielles protègent un point d'accès spécifique à la machine. Tandis que les résolutions plus grandes (50 millimètres et plus) sont utilisées pour la protection périmétrique, qui occupe moins d'espace au sol que les protections physiques, comme des clôtures, pour sécuriser la zone autour de l'équipement. Les résolutions les plus courantes sont les suivantes :
- 14 millimètres : détection des doigts
- 23 à 30 millimètres : détection des mains
- 35 à 40 millimètres : détection des bras
- 50 millimètres et plus : détection des jambes, de corps et d’autres objets de grande taille
Semblables aux barrières immatérielles de sécurité, les barrières immatérielles de sécurité multi-faisceaux sont également composées d’un émetteur et d’un récepteur, mais elles présentent de faibles résolutions et n'utilisent souvent que deux, trois ou quatre faisceaux espacés chacun de 300 à 500 millimètres. Elles sont conçues pour la protection du corps dans des applications de protection du périmètre à longue portée et ne remplacent pas les barrières immatérielles de sécurité à plus haute résolution situées à proximité des machines. Alors que les barrières immatérielles de sécurité sont conçues pour surveiller des distances plus courtes, allant jusqu'à 20 mètres, les barrières immatérielles de sécurité multi-faisceaux peuvent surveiller des distances beaucoup plus grandes, certains modèles couvrant des distances allant jusqu'à 60 mètres.
Quel que soit le type de barrière immatérielle de sécurité utilisée, elles fonctionnent toutes de la même manière. Chaque barrière nécessite deux dispositifs : un émetteur et un récepteur. Les deux dispositifs doivent être couplés l'un à l'autre pour pouvoir communiquer entre eux. Pour les faire fonctionner, ils doivent également être bien alignés l’un par rapport à l’autre (cela peut être facilité par l'utilisation de voyants d'alignement, tels que les voyants robustes de la série S4B de barrières immatérielles de sécurité de Banner). L'émetteur envoie une série de faisceaux lumineux infrarouges vers le récepteur, qui est configuré pour ne reconnaître que ces faisceaux lumineux spécifiques, ce qui a pour effet de minimiser les effets de la lumière ambiante.
Une fois la barrière immatérielle déclenchée, le verrouillage de sécurité doit être réinitialisé pour que l'équipement puisse à nouveau fonctionner. Le verrouillage peut être manuel ou automatique, en fonction de l'application, des capacités de la barrière immatérielle et de la conception du système de protection de la machine utilisé.
Lors d'une réinitialisation automatique, la barrière immatérielle détermine que les faisceaux sont dégagés et procède ensuite à l’activation de ses deux dispositifs de commutation de signal de sortie (OSSD). Il s'agit d'un moyen efficace de redémarrer l'équipement, qui ne doit être utilisé que lorsqu'aucune personne ne peut se trouver dans la zone protégée, comme pour les points d'accès protégeant les doigts ou les mains sur de petites machines. Lorsqu’une personne risque de se trouver à l'intérieur de la zone protégée lors du redémarrage d'un danger, on procède généralement à un reset manuel. Pour ce faire, l'opérateur doit appuyer sur un bouton situé à l'extérieur de la zone protégée, ce qui le met à l'abri du danger lorsque l'équipement est remis en route. Une fois actionné, le bouton envoie un signal au relais ou au contrôleur, qui commande aux barrières immatérielles d'activer les sorties OSSD et de rétablir l'alimentation électrique de la machine, sans pour autant redémarrer le mouvement dangereux. Le processus normal de démarrage de la machine est nécessaire pour redémarrer le mouvement dangereux une fois le circuit de sécurité réactivé.
Il arrive que les barrières immatérielles doivent permettre le passage d'objets sans arrêter l'équipement ni interrompre le flux de travail. Elles peuvent par exemple empêcher l'opérateur d'accéder à un convoyeur tout en laissant passer des palettes, ou maintenir le fonctionnement de la machine lorsqu'un objet fixe risquerait de déclencher le système et d'interrompre la production. Ces fonctions facultatives sont appelées inhibition et masquage. D'autres applications peuvent également bénéficier de la mise en cascade du système, c'est-à-dire d'une connexion en série des barrières immatérielles.
L'inhibition permet à un système de sécurité d'ignorer temporairement l’arrêt d'une barrière immatérielle lorsque des objets ou des matériaux doivent traverser une zone protégée sans interrompre le processus de production. Cette méthode est souvent utilisée pour permettre le passage d’objets à travers une barrière immatérielle, par exemple des marchandises sur un convoyeur qui sont transportées d'une zone à une autre.
À cette fin, une paire de capteurs d'inhibition est montée de manière à détecter les objets dès qu’ils s’approchent de la barrière immatérielle. Lorsque les capteurs détectent un objet, la barrière immatérielle est momentanément désactivée durant le passage de l'objet. Une fois que l'objet a franchi la barrière immatérielle, les capteurs le détectent à nouveau et réactivent la barrière. Toutefois, la machine s'arrête si une personne vient à traverser la barrière immatérielle.
Comme pour l'inhibition, le masquage permet à certains objets de franchir la barrière immatérielle. Dans ce cas, seuls les faisceaux lumineux adjacents dans une partie déterminée du champ de la barrière sont occultés par le masquage, les objets stationnaires ou en mouvement d'une certaine taille étant ignorés.
Il existe deux types de masquage : fixe et flottant. Dans le cadre du masquage fixe, un ensemble prédéterminé de faisceaux est désactivé, permettant à un objet de rester dans une partie du champ de détection de la barrière immatérielle, tandis que le reste de la barrière continue de fonctionner. Cette fonction est utile dans une situation où un équipement fixe bloquerait normalement les faisceaux.
Une résolution réduite (également appelée masquage flottant) peut ajuster le nombre de faisceaux désactivés en fonction de la taille de l'objet traversant la barrière. Par exemple, des caisses de hauteurs légèrement différentes traversant une barrière immatérielle peuvent interrompre un ou deux faisceaux supplémentaires sans arrêter la ligne de production.
La mise en cascade de barrières immatérielles peut constituer une technologie judicieuse pour certaines applications. Elle permet notamment de réduire le câblage et les connexions à un contrôleur de sécurité en connectant en série des paires de barrières immatérielles avec d'autres paires de barrières immatérielles. Les barrières immatérielles en cascade servent généralement à créer des ensembles de barrières immatérielles placées en U autour d'un dispositif pour protéger l'opérateur sur trois côtés, mais aussi des paires en L pour sécuriser à la fois l'accès à une machine et la zone d'approche, tout en protégeant le périmètre des zones dangereuses.
Chaque barrière immatérielle de sécurité ajoutée à une cascade apporte son propre délai de détection au système, ce qui ralentit les temps de réponse et nécessite de placer les barrières à une plus grande distance du danger afin d'atteindre les niveaux de sécurité requis. Toutefois, les barrières immatérielles de sécurité de Banner Engineering sont conçues pour minimiser ce temps de réponse supplémentaire, en ajoutant seulement deux millisecondes par barrière additionnelle. Les barrières immatérielles de sécurité de Banner peuvent dès lors être installées plus près de la zone dangereuse sans compromettre la protection, ce qui permet de réduire l'encombrement et d'économiser un espace au sol précieux.
En savoir plus sur les barrières immatérielles de sécurité de Banner
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